基本信息
- 项目名称：
- 节肢动物自然腐解埋藏学实验
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品以潮虫、马陆、蚰蜒为主要材料，研究其在不同介质（淡水、海水）和底质（沙质，有机泥质等）中自然状态下腐解的发生和发展规律。实验中采取宏观、显微观察，跟踪记录其的Eh值和pH值等各种手段。其结果可以对比研究古代节肢动物或类似的动物化石被保存的过程，同时对某些化石的特异埋藏条件及其环境起到实验参考作用。
- 详细介绍：
- 大多数生物死后，其机体将会发生腐烂降解。如果条件合适，生物体的部分或者全部将被保存成为化石。以现代节肢动物为对象研究其腐解过程，通过对比研究古代节肢动物或类似的动物化石被保存的过程，以及某些化石的特异埋藏条件及其环境作出以实验为基础的解释。但是从已取得的成果来看，人们对生物在自然环境中腐烂降解的具体过程和规律的认识尚存在欠缺，很多只是一些推测。而生物腐解过程本身对周围环境影响的认识更是不足。 在实验中，以潮虫、马陆、蚰蜒为主要材料，研究其在不同介质（淡水、海水）和底质（沙质，有机泥质等）中自然状态下腐解的发 生和发展规律。跟踪记录腐解过程的Eh值和pH值的变化规律，并结合其宏观变化将腐解过程进行阶段划分。同时发现，不同类型生物的腐解方式差异很大，而同种生物在不同的底质条件、水介质条件下的腐解速率差异很大，沉降在沙质表面上的尸体腐解最快，富含有机质的淤泥较慢，浸泡在淡水里面的尸体腐解最慢。这一点已与已知的很多化石库（如澄江生物群）的保存相对应。而在以前人们推测沉积物中由于有机质的分解，周围介质会呈酸性，本实验过程中发现，在腐解过程中周围介质的Eh值和pH值均迅速下降（1——2天内降到最低值），并且呈强还原性但未明显呈酸性。
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 在研究某些化石的特意埋藏方面，争论比较大，可参考的实验材料不足。本作品以现代节肢动物为对象研究其腐解过程，通过对比研究古代节肢动物或类似的动物化石被保存的过程，并且对比研究地史时期节肢动物或类似的动物化石在被保存以及形成的过程。同时，探讨某些化石的特殊保存过程与保存机理，并在此基础上尝试建立动物机体腐烂降解发生和发展的基本模型，并为某些化石的特异埋藏机理研究做出贡献。
科学性、先进性及独特之处
- 利用实验室埋藏、腐解模拟现代生物腐烂降解的过程，将今论古，试图对埋藏在地层中的化石保存形态、形式以及难易程度作出以实验为基础的解释，并还原生物群及其生活环境的总面貌，是非常可行的。在研究不同自然环境下腐解差异方面的实验设计思路及其进行，目前尚未看见除本作品之外的其他报道。
应用价值和现实意义
- 利用现存的节肢动物进行不同环境的实验室埋藏腐解，可以对某些化石的特殊保存（如澄江动物群软躯体埋藏、高家山生物群等）及其环境的解释提供依据。同时促进实验室埋藏学的发展。
学术论文摘要
- 通过实验，研究节肢动物在自然状态下的腐解发生和发展规律。跟踪记录腐解过程的Eh值和pH值的变化规律，并结合其宏观表现将腐解过程分为三个阶段。实验结果表明腐解过程受周围环境影响较大，不同的底质条件、水介质条件下的腐解速率有所差异，沉降在沙质表面上的尸体腐解最快，富含有机质的淤泥较慢，浸泡在淡水里面的尸体腐解最慢。由于有机质的分解，使得周围环境的Eh值和pH值均下降而呈强还原性但未明显呈酸性。不同类型生物的腐解方式差异很大，研究节肢动物腐解过程，为节肢动物或类似动物软体在保存成化石过程中的的特异埋藏的过程提供依据。
获奖情况
- 1.论文：《节肢动物自然腐解埋藏学实验》，在《古生物学报》，2010年9月， 49卷第3期发表。 2.获奖情况：2010年4月在全国地球科学类国家级实验教学示范中心创新性实习实验竞赛中获得特等奖。
鉴定结果
- 该作品对从埋藏学角度出发，通过实验手段探索了节肢动物自然降解的过程，在研究地史时期节肢动物保存成化石的过程具有参考和对比意义。应当说，该作品对实验室埋藏学起到一定的推动意义。
参考文献
- Briggs D E G, Kear A J, 1993a. Decay and preservation of polychaetes: Taphonomic tthresholds in soft-bodied organisms. Briggs D E G, Kear A J, 1993b. Fossilization of soft tissue in the laboratory. Briggs D E G, Kear A J, 1994. Decay and mineralization of shrimps. Duncan I J, Titchener F, Briggs D E G, 2003. Decay and disarticulation of the cockroach: Implications for preservation of the blattoids of Writhlington. 陈孝政，王 伟，刘欣春等，2007. 微生物硅化作用模拟实验. Chen Xiao-zheng, Wang Wei, Shang Qing-hua, Lou Yue,et al，2009. Experimental evidence for eukaryotic fossil preservation: Onion skin cells insilica solution. Mutel M H E, Waugh D A, Feldmann R M, 2008. Experimental taphonomy of Callinectes Sapidus and cuticular controls on preservation. 杨瑞东，赵元龙，1999. 我国早期后生动物群的特异埋藏机理探讨. Han Jian, Shu De-gan, Zhang Zhi-fei,ect， 2006. Preliminary notes on softbodied fossil concentrations from the Early Cambrian Chengjiang deposits.
同类课题研究水平概述
- 最先报道对现今动物腐烂降解过程和规律的研究，是Briggs等在1993年用沙蚕为实验材料，研究其降解过程中氧气、微生物含量等的作用，1994年又用虾为实验材料，首次使得软体组织在人工海水介质下碳酸钙化，并将其腐解过程分成5个阶段；Duncan等用Periplaneta和Blaberus为材料，发现其翅膀的断裂从翅脉开始；陈孝政等于2007年以杆状细菌为材料，研究浓度为1000 ppm 的硅溶液中细菌的早期的硅化作用，又于2009年在大量实验基础上，提出洋葱细胞的快速硅化条件是高度饱和的硅含量。台湾大学Mutel等用海蟹为实验材料研究之后认为，抗腐解的能力跟其骨骼的钙化程度密切相关，等等。 然而从结论来看以前的研究者均在实验过程中严格控制实验条件（如温度、含氧量等等），未见有关侧重模拟不同自然条件下的埋藏实验的报道。本作品在吸收前人经验基础上，通过实验初步探索纯自然条件下的腐解过程，和不同物种、不同宏观环境下腐解过程的差异，以及腐解过程本身对环境的影响。
